不良晶圆侦测的关键:SPC 如何减少过程变异

科技   2024-08-21 15:49   上海  

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统计过程管制(Statistical Process Control,SPC)是一种利用统计方法来监控和控制过程的工具,以确保过程在可接受的范围内运行,从而最小化产品的不良率。


SPC 在产业应用范围广泛,主要包括以下几个方面:


1

过程能力分析

透过计算过程能力指数(如 Cp, Cpk),评估过程是否能够稳定地生产出符合规格的产品。这对于新产品导入或过程变更具有重要意义。


2

异常检测

利用管制图(如 X-bar 图、R 图、P 图等)监控过程的关键质量特性,及早发现异常点或趋势,以便采取纠正措施。


3

过程优化

通过分析过程数据,找出影响产品质量的主要因素,并进行实验设计,验证改善措施的效果。


4

过程稳定性验证

在过程变更或新产品导入后,利用 SPC 来验证过程是否恢复到稳定状态等。


特别是在半导体晶圆制造过程中,SPC 扮演着关键角色,因为晶圆的生产涉及多达上千道过程,每道过程都有着无数的参数和指标需要精确控制,过程参数的细微波动可能会导致整片晶圆的质量变异。


因此,即使是最轻微的过程偏差也不能被忽视。借由 SPC,过程工程师可以实时监控这些参数,迅速识别潜在的异常并及时调整,从而有效地防止不良晶圆的产生。


下面通过一个案例详细了解一下。


案例:侦测不良晶圆




当我们利用 JMP 的制表功能,初步了解各 wafer  lot 的分组平均值后,即使我们知道哪几组晶圆的缺陷状况,却无法从中判断整体过程的走向和趋势


我们可以快速地透过 JMP 的层别分析,允许使用者对多个过程参数进行系统性的评估。


以这个例子来说,我们可以先利用JMP Process Screening 抓出 Cpk、Ppk 的大小,从以下的图我们可以知道 P1、P2 过程能力的表现都不好,因为都小于 1, 主要原因我们可以观察 within sigma 跟 overall sigma 的值都大于 1,而比较规格上下限(4.5~5.5)与平均值的距离来说,这样的变异蛮大的,所以会造成 Cpk 与 Ppk 偏小的状况。



我们可以使用管制图来追踪各个参数的表现。


从管制图中可以发现,XBar Chart 中子群的平均点相对于规格都是在一个稳定的状况,但是细部观察 R chart,您会发现有很多点的 R 相对来的大,也就是子群内较为不稳定,也呼应到上方 Cpk 和 Ppk 较小的结论。



下方的报告呈现整体的数据分布状况,可以看到整体来说,大部分的数据都落在范围外所以整体变异也相对来的大,Ppk 也会呈现较小的状况。



这不仅能帮助使用者迅速识别过程中的潜在问题,我们还能通过 JMP 的图形分析功能,轻松绘制出晶圆图,并使用不同颜色标记出各指针在晶圆上的表现,以便更直观地了解过程状态。


话虽如此,传统的 SPC 分析往往会忽略 X, Y 坐标的区域性及稠密性,加上人眼的判读,可能导致对过程问题的识别不够精确


为了解决这一问题,我们将在 8 月 22 日(明天下午2点)直播课程中分享一种更快、更自动化的晶圆优劣分辨方法,为您带来更准确的过程监控解法


如果您对如何利用 SPC 改善晶圆制造质量感兴趣,并希望了解更多关于自动化过程监控的最佳实践,请立即扫描下方海报二维码,注册参加研讨会,与行业专家共同探讨如何提升您的过程效率和产品质量。



1

该课程适合人群

  • 在过程或质量管理部门工作的专业人士

  • 面对产品缺陷和变异性挑战的从业人员

  • 寻找提升品管效率和革新品质管理策略的管理者和决策者


2

课程信息

  • 课程时间:8 月 22 日(周四) 下午 2 点 - 3 点

  • 课程费用:免费

  • 报名方式:您可以直接扫描邀请函中的二维码,或直接点击原文报名。

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1989 年第一版 JMP 软件问世以来,JMP 一直致力于通过交互式可视化统计分析,发现数据背后的价值,被广泛应用于业务可视化、探索性数据分析(EDA)、数据挖掘、建模预测、实验设计、产品研发、生物统计、医学统计、可靠性分析、市场调研、六西格玛质量管理等领域,裨益半导体和电子、医药、化工、食品、金融和服务、政府和教育等各行各业。


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